Wie in Wirklichkeit ein Patch von Schwachstellen Meltdown und Spectre die Leistung beeinflusst

Seit der Veröffentlichung von Informationen über die Schwachstellen von Meltdown haben sich die Leidenschaften bereits beruhigt. Microsoft hat es geschafft, einen Patch zu veröffentlichen, Probleme damit zu beseitigen, ihn abzurufen und erneut zu veröffentlichen.

So kam es, dass ich zwei Systeme zur Hand hatte, deren Eigenschaften nahe beieinander lagen:
i5 7600K + Z270 und i7 3770K + Z77. Auf beiden Systemen ist Windows 10 Pro mit den neuesten Updates installiert. Das Betriebssystem ist auf der SSD installiert. Für die Tests haben wir eine separate NVME-SSD verwendet, die in beiden Fällen gleich ist. Grafiktests wurden nach dem Prinzip „Gehen wie Gehen“ auf der GTX 1080Ti durchgeführt, gleichzeitig jedoch in realistischen Szenarien für eine solche Grafikkarte. Das heißt, es wurde keine Verringerung der Grafikeinstellungen vorgenommen, um eine reine übersichtliche Prozessorabhängigkeit zu identifizieren. Auf dieser Hardware wurde beschlossen, die Richtigkeit der Aussagen von Microsoft über die Auswirkung von Patches auf die Leistung von modernem und altem, aber noch nicht sehr veraltetem Eisen zu überprüfen.

Terry Myerson, Executive Vice President von Microsoft für Windows, schrieb in einem offiziellen Blogbeitrag:

Zusammenfassend können wir Folgendes sagen:

Auf Computern, auf denen Windows 10 auf modernen Prozessoren ausgeführt wird (die zu Generationen von 2016 oder neuer gehören, dh Skylake, Kabylake und neuer), zeigen die Tests eine Leistungsverlangsamung um Prozenteinheiten, die die überwiegende Mehrheit der Benutzer nicht bemerken kann, da dies absolut ist Der Größenunterschied wird in Millisekunden gemessen.

Computer mit Windows 10 auf relativ älteren Prozessoren (einschließlich Generationen bis einschließlich 2015, Haswell und älter) weisen in einigen Tests möglicherweise einen deutlicheren Leistungsabfall auf, möglicherweise bemerken dies einige Benutzer.

Die Leistung von Systemen, auf denen Windows Server auf Prozessoren ausgeführt wird, wird spürbar beeinträchtigt, insbesondere bei Anwendungen, die E / A intensiv verwenden, wenn die Isolierung von nicht vertrauenswürdigem Code aktiviert wird.

Um verschiedene Aspekte der Systemleistung zu testen, wurden verwendet:

  • 3DMark Time Spy 1.1
  • CineBench R15.038
  • AS SSD Benchmark 1.7.4739.38088
  • Crystal DiskMark 5.5.0

Die Aktivierung und Deaktivierung der Prozessisolation wurde vom Dienstprogramm InSpectre durchgeführt. Auf dem Z270-Motherboard ist ein BIOS-Update mit Mikrocode-Patches installiert.

Erwartetes Ergebnis: Laut offiziellen Angaben von Microsoft sollte die Leistungsminderung auf der alten CPU um ein Vielfaches größer sein. Basierend auf einer Analyse von Veröffentlichungen und Aussagen von Microsoft-Vertretern sollte die E / A am meisten leiden.

Lass uns gehen!


(eine kleine Bemerkung vor den Screenshots mit den Ergebnissen )

Es war nicht möglich, vollständig äquivalente Konfigurationen beim ersten Mal zu testen, da auf dem alten Motherboard kein M.2-Steckplatz vorhanden war und kein PCI-E-> M.2-Raiser vorhanden war. Es wurde auf einer bekannten chinesischen Handelsplattform bestellt und in der Zwischenzeit habe ich Tests auf NVME SSD (A-Data XPG SX8000 512 GB) auf Kaby Lake und auf SATA (Silicon Power S55 240 GB (Phison) auf Ivy Bridge durchgeführt. Die Ergebnisse waren direkt unvergleichlich aber neugierig.

Screenshots von Tests:

i5 7600K @ 4315 (102,76 * 42)

Patch deaktiviert:



Patch aktiviert:



i7 3770K @ 4355 (103,7 * 42)

Patch deaktiviert:



Patch aktiviert:



Hmm ... die Ergebnisse waren mehr als interessant. Die Leistung der CPUs selbst bei komplexen Berechnungen variierte innerhalb der Fehlergrenze. Wie Microsoft befürchtete, war die Eingabe / Ausgabe am stärksten betroffen. Und dann beginnen die Unterschiede mit dem, was erwartet wurde.

Der E / A-Leistungsabfall auf dem neuen Prozessor (Kaby Lake, i5 7600K) nach Aktivierung des Patches im Worst-Case-Szenario im CrystalMark Write 4K-Szenario betrug mehr als 70%. Zweiundsiebzig Prozent! Wenn sich IO so auf dem neuen Prozessor vorstellt, was passiert dann mit dem ehrlich gesagt alten ?! Beim alten i7 3770K lag der Leistungsabfall 2011 im schlimmsten Fall bei 6%. Ja, und die absoluten Zahlen für solche unterschiedlichen Laufwerke mit aktiviertem Patch unterscheiden sich manchmal nicht. Sind Microsoft und Intel verrückt? Oder haben wir nichts bemerkt?

Wo ist also der Engpass? Es blieb abzuwarten, auf den PCI-E -> M.2-Raiser zu warten und die Tests zu wiederholen. Mit Blick auf die Zukunft werde ich sagen, dass Tests unter gleichen Bedingungen nicht funktioniert haben. Die NVME-SSD hatte eine PCI-E.2 x2-Bandbreite.

Hier sind die Ergebnisse des Testlaufs:

Patch deaktiviert:



Patch aktiviert:



Zusammenfassende Ergebnistabelle:



Zusammenfassung


Schlechte Nachrichten


Schnelle Laufwerke verlieren selbst auf modernen CPUs nach der Installation des Patches in einer Reihe von Szenarien bis zu 70% der Leistung.

Gute Neuigkeiten


  1. Selbst sehr schnelle Laufwerke verlieren bei älteren CPUs im schlimmsten Fall nicht mehr an Leistung als bei neuen, trotz der lauten Aussagen von Intel. Eine zuverlässige Überprüfung war unter absolut gleichen Bedingungen noch nicht möglich. Aber! Angesichts der Bandbreitenbeschränkung älterer Prozessoren verlieren sie %% weniger. Die alten Männer sind offensichtlich früh in Ruhe, egal wie Intel mehr neue Steine ​​verkaufen möchte.
  2. Herkömmliche Haushalts-SSDs verlieren nur sehr wenig an Leistung. Über die Festplatte schweige ich im Allgemeinen. Das heißt, Wenn Sie im Alltag keinen Computer als Datenbankserver verwenden, müssen Sie sich sehr bemühen, den Unterschied bei normaler Hardware festzustellen.
  3. Bei einer reinen Prozessorlast gibt es vorher und nachher keinen Unterschied.
  4. Spieler können sich keine Sorgen machen - die Rendergeschwindigkeit variiert von der Aktivierung des Patches innerhalb der Fehlergrenze.

Source: https://habr.com/ru/post/de410069/


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